一种基于共用刺激编码的高交互自然度脑机接口系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115981475A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202310026153.2(22)申请日2023.01.09(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人许敏鹏高润原肖晓琳周晓宇明东(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201专利代理师李素兰(51)Int.Cl.G06F3/01(2006.01)权利要求书1页说明书10页附图3页(54)发明名称一种基于共用刺激编码的高交互自然度脑机接口系统(57)摘要本发明公开了一种基于共用刺激编码的高交互自然度脑机接口系统，包括共用刺激设置模块、基本码元构建模块和时域编/解码模块；所述共用刺激设置模块，用于对用户注视视觉范围内以空分多址的方式设置共用刺激，所述基本码元构建模块，用于依据每个刺激的管控情况包括各个刺激和相对于各个刺激的字符相对位置，构建基本码元；所述时域编/解码模块，用于在每个刺激的基本码元确定后，按照共用刺激呈现的时间顺序对各个可操作对象时域编码，通过对时域编码的解码结果与时空码序列解析出不同时刻的刺激所对应的码元，得到使用者注视的确切字符。本发明实现了高交互性的面向消费级用户的脑机接口系统。CN115981475ACN115981475A权利要求书1/1页1.一种基于共用刺激编码的高交互自然度脑机接口系统，其特征在于，该系统包括共用刺激设置模块、基本码元构建模块和时域编/解码模块；其中：所述共用刺激设置模块，用于对用户注视视觉范围内以空分多址的方式设置共用刺激，满足以下设置原则：原则一、每个可操作对象都被一个或多个共用刺激管控，以及，多个共用刺激可管控同一个可操作对象；原则二、被同一个共用刺激管控的可操作对象至少包含刺激大小、刺激距离和刺激呈现方式参数；原则三、管控m(m＝1,…,k)个可操作对象的共用刺激管控的可操作对象的总数应当大于等于可操作对象的总数，即：1*n1+2*n2+…+m*nm≥k原则四、管控m(m＝1,…,k)个可操作对象的共用刺激个数为nm应小于可操作对象的总数k，即：n1+n2+…+nm≤k其中，k为系统的可操作对象总数量，n视觉刺激的总数量；所述基本码元构建模块，用于依据每个刺激的管控情况包括各个刺激和相对于各个刺激的字符相对位置，构建基本码元；所述时域编/解码模块，用于在每个刺激的基本码元确定后，按照共用刺激呈现的时间顺序对各个可操作对象时域编码，经时域编码后生成时空码序列，对时域编码进行解码，通过对时域编码的解码结果与时空码序列解析出不同时刻的刺激所对应的码元，得到使用者注视的确切目标。2.如权利要求1所述的一种基于共用刺激编码的高交互自然度脑机接口系统，其特征在于，所述共用刺激为多组，每组包括管控不同数目可操作对象的刺激。3.如权利要求1所述的一种基于共用刺激编码的高交互自然度脑机接口系统，其特征在于，多个所述刺激根据各自的管控能力共用一组基本码元或者分别构建自身基本码元。4.如权利要求1所述的一种基于共用刺激编码的高交互自然度脑机接口系统，其特征在于，所述刺激管控邻近的字符，其管控能力与字符和刺激的相对位置有关。5.如权利要求1所述的一种基于共用刺激编码的高交互自然度脑机接口系统，所述基本码元包括有效刺激码元和无效刺激码元。6.如权利要求1所述的一种基于共用刺激编码的高交互自然度脑机接口系统，所述刺激为闪烁刺激时，闪烁刺激是以闪烁的顺序依次呈现，或者以少数或是全部同时呈现。7.如权利要求1所述的一种基于共用刺激编码的高交互自然度脑机接口系统，所述共用刺激的设计要素至少包括刺激位置、刺激数量、刺激诱发形式或刺激形状参数。8.如权利要求1所述的一种基于共用刺激编码的高交互自然度脑机接口系统，所述刺激的形状为任意不同形状。2CN115981475A说明书1/10页一种基于共用刺激编码的高交互自然度脑机接口系统技术领域[0001]本发明涉及脑机接口技术，具体讲，涉及到一种基于视网膜映射的高交互自然度的脑机系统。背景技术[0002]脑‑机接口(Brain‑ComputerInterface，BCI)是一种基于神经科学与工程技术的新型人机交互方式，能够通过实时获取、分析脑信号，在人脑与计算机或其它电子设备之间建立直接的交流和控制通道，将中枢神经系统活动直接转化为信息输出，使用者不再需要通过语言或肢体动作即可表达想法或操纵外界设备。[0003]脑电信号(electroencephalogram，EEG)是大脑神经细胞的电生理活动在大脑皮层的总体反映，可由头皮电极进行记录，相对于功能性近红外成像(functionalnear‑infraredspectroscopy，fNIRS)、脑磁图(magnetoencephalo